[发明专利]发动机连杆机械加工方法及装置

说明书

技术领域：本发明涉及发动机连杆机械加工装置。

背景技术：连杆是发动机的重要零件，传统的机械加工方法的主要工序是对锻件毛坯首先粗铣，磨连杆两侧面，并将连杆盖与杆铣开，分别加工连杆盖与杆上的螺栓孔(定位孔)，再分别磨削连杆盖与杆部的结合面，最后对装配在一起的连杆进行精磨两侧面、精镗大小头孔等工序。

连杆裂解工艺是连杆加工的一种新工艺，是对连杆传统机械加工工艺的重大变革，连杆裂解原理是利用材料断裂理论，首先将锻造的连杆毛坯大头孔人为产生裂痕，形成初始裂纹源。然后在连杆裂解加工设备上对连杆大头孔内侧面施加径向力，使裂纹由内孔向外不断扩展，直至完全裂解。最后在断裂面完全啮合的条件下，穿入螺栓并拧紧至所要求的扭矩，其余的精加工与传统的机械加工工序相同。

与传统的加工工序相比，裂解方法使连杆的分体加工转变为整体加工，可取消传统连杆加工工艺中的杆与盖的切断以及杆与盖结合面磨削这两道生产效率较低的工序。传统工艺加工连杆螺栓孔，其杆与盖上的螺栓孔必须分开独立加工，共需14道工序，而连杆裂解工艺为整体加工，仅需6道工序。由于适合连杆裂解工艺的材料为高碳钢、粉末冶金、球墨铸铁等脆性材料，因而连杆体与连杆盖分离后，其断裂面有犬牙交错的表面特征，经裂解后杆与盖的分离面可达到完全的啮合，无需增加额外的螺栓定位孔，可省去螺栓孔的铰或镗的精加工。这不仅降低了螺栓孔的加工精度和加工成本，同时还可使连杆承载能力、抗剪能力、杆与盖的定位精度以及装配质量大幅提高。

自该项新技术产生以来，美国福特公司、MTS公司，德国ALFLING公司等多家公司先后研究开发了裂解加工设备，日本也相应地开展了这方面的研究。如美国通用公司采用“气动下拉式”方法对连杆进行裂解加工，并申请了专利，其专利公开号为US4768694，专利公开日期Sep.6，1988；美国福特公司采用“水平式”工装对连杆大头孔进行裂解加工，其专利公开号为US5105538A，专利公开日期Apr.21，1992；美国MTS公司采用“装有液压活塞的裂解块”进行裂解加工，其专利公开号为US4754906，专利公开日期Jul.5，1988；德国ALFLING公司采用“水平力作用”的工装进行裂解加工，其专利公开号为US5169046，专利公开日期Dec.8，1992；日本发明者采用“偏心转轴作用方式”进行裂解加工其专利公开号为特开平11-245122，专利公开日期平成11年(1999)9月14日；上述现有生产技术或专利技术中主要存在的问题1)“水平力作用式”不宜实现自动化生产的工件传递。2)“偏心转轴式”和“裂解块装有液压活塞式”实际应用困难。3)在连杆裂解加工中杆与盖分离后，大头孔变形较大，杆与盖接合面变形较大，影响杆与盖接合面的啮合质量和装配精度。

技术内容：本发明的目的在于克服已有技术存在的技术问题，提供一种可提高连杆装配质量和装配精度的发动机连杆机械加工方法及装置。

本发明主要要解决的技术问题如下：

1)利用该裂解加工设备，将裂解分离后的连杆盖与连杆本体进一步精确定位。保证杆与盖的接合面完全啮合，提高连杆装配质量和装配精度。

2)连杆裂解加工技术中，杆与盖的接合面的啮合质量与裂解工装的机械结构、加载方式、裂解速度密切相关。本发明探索了一种新的裂解加工机械结构，从而进一步解决连杆大批量生产中的产品质量问题。

3)连杆裂解加工后，虽然杆与盖已经实现啮合状态。但尚未穿入螺栓故在裂解加工后，应采用自动化传送装置，将处于啮合状态的连杆从裂解工序传送至装配螺栓工序。故要求裂解设备应适宜于自动传送工件方式的需要。本裂解加工设备采用一种新的裂解装置。有利于连杆各工序间的自动传递。

4)发动机连杆具有品种多，型号规格不一的特点，本发明通过可调整机构和可更换的关键零件，以实现不同中心距，不同大头孔尺寸的连杆的裂解加工。

技术方案：

本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

发动机连杆机械加工方法采用裂解加工工艺，其特征在于该工艺为：在裂解前采用压紧装置压紧连杆盖端的螺纹孔处及大头与杆部过渡处，使连杆大头孔中心断裂面预先处于预压紧状态；在连杆大头孔中心断裂面的裂纹扩展过程中，盖端由与蓄势器连通的背压油缸24施加并始终保持有背压力；裂解完成后，在连杆盖端采用可精确调整位置的滑块与导向块机构对裂解后的连杆盖16与连杆体14精确复位完全啮合。